PL79268B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: The Steel Company of Wales Limited, Port Tal¬ bot (Wielka Brytania) Lanca z dysza tlenowa Przedmiotem wynalazku jest lanca z dysza tle¬ nowa sluzaca do wtryskiwania zwlaszcza tlenu w urzadzeniach do rafinacji stali a szczególnie w piecu trzonowym lub w konwertorze z górnym dmuchem. Lanca z dysza tlenowa moze byc stoso¬ wana takze jako palnik, w którym ciekle paliwo zmieszane z tlenem podgrzewa plomieniowo na przyklad ladunek zlomu w konwertorze w czasie wstepnego topienia.W lancach dotychczas znanych nie uzyskuje sie krótkiego plomienia o duzej predkosci szczególnie przy malym strumieniu oleju paliwowego. Tlen wychodzacy z koncówki przewodu tlenowego nie posiada duzej predkosci przy wylocie przewodu ole¬ jowego i nie zapewnia w zwiazku z tym warstwo¬ wej otoczki tlenowej dla strumienia oleju przecho¬ dzacego przez dysze lancy. Znane dotychczas urza¬ dzenia nie zapewniaja równiez wlasciwego prze¬ biegu procesu mieszania podczas wytopu, które winno nastepowac zdala od koncówki lancy, a otoczka tlenowa winna sie utrzymywac ciagle wokól plomienia oddzielajac go od topionej masy.Otoczka tlenowa i spaliny nie posiadaja w zna¬ nych urzadzeniach duzej predkosci przeplywu ko¬ niecznej dla uzyskania intensywnego mieszania wy¬ topu, dla zapobiezenia tworzeniu sie wezlów ciepl¬ nych oraz dla unikniecia nagromadzania sie siarki i innych zanieczyszczen, które z oleju paliwowego moglyby przeniknac do wytopu. Znane dotychczas urzadzenia uniemozliwiaja wiec stosowanie olejów 10 15 20 25 2 paliwowych o niskiej jakosci zawierajacych duze ilosci zanieczyszczen.Lance znane dotychczas posiadaja dysze tlenowe o na ogól równoleglych sciankach i w zwiazku z tym nie uzyskuje sie w nich dlugiego strumienia oleju paliwowego dajacego w wyniku dlugi plomien o malej predkosci. Taka konstrukcja dyszy nie moze zapewnic wytworzenia sie otoczki tlenowej i otoczki z produktów spalania przy koncu plo¬ mienia a uzyskany plomien nie jest w stanie wy¬ wolac intensywnego procesu mieszania w wytopie, wobec czego powstaje sklonnosc do tworzenia sie stref przegrzan oraz wezlów cieplnych w trakcie rafinacji. Oprócz tego w zuzlu narasta zawartosc tlenków zelaza, które powoduja gwaltowny prze¬ bieg reakcji w kadzi rafinacyjnej prowadzac czesto do koniecznosci oprózniania kadzi.Celem wynalazku jest skonstruowanie lancy, która nie posiada wad wystepujacych w eksploa¬ tacji lanc dotychczas znanych.Cel ten zostal osiagniety przez wyposazenie dol¬ nego konca tlenowego przewodu zasilajacego oraz otaczajacego go paliwowego przewodu zasilajacego w zwezke Venturiego. W wyniku zastosowania zwezki Venturiego w przewodzie tlenowym uzy¬ skuje sie krótki plomien o duzej predkosci przy malym strumieniu oleju paliwowego. Duza predkosc przeplywu tlenu przewodzacego przez wylot prze¬ wodu olejowego, wytwarza warstwowy wyplyw tlenu i oleju z dyszy lancy a strumien oleju oto¬ czony jest oslona tlenowa. 792683 79268 4 Proces mieszania dokonywuje sie z dala od konca lancy, a otoczka tlenowa utrzymuje sie w sposób ciagly wokól plomienia chroniac go od bezposred¬ niego kontaktu z masa wytapiana. Jednoczesnie utrzymuje sie wysoka szybkosc strumienia dla tlenu i produktów spalania, dzieki której utrzymuje sie intensywny proces mieszania wytopu, bez tworze¬ nia sie lokalnych wezlów cieplnych w trakcie rafi¬ nacji. Poza tym oslona tlenowa i towarzyszaca jej otoczka produktami spalania, wystepujace przy koncu plomienia oraz duza szybkosc przeplywu, od¬ dzielajac plomien od wytopu, nie dopuszczaja do przenikania siarki i innych zanieczyszczen wyste¬ pujacych w oleju paliwowym. W zwiazku z tym za pomoca lancy wedlug wynalazku mozna stoso¬ wac oleje niskojakosciowe.Lanca wedlug wynalazku stosowana w urzadze¬ niach rafinujacych stal zawiera wydluzony korpus, w którym umieszczony jest centralnie paliwowy przewód zasilajacy, tlenowy przewód zasilajacy ota¬ czajacy wspomniany przewód paliwowy dostarcza¬ jacy pierscieniowym strumieniem tlen w te czesc korpusu, która zaopatrzona jest w swym koncu w dysze podajaca.Dysza ta posiada otwory wylotowe, polaczone z tlenowym przewodem zasilajacym, umieszczone pod katem wzgledem dluzszej osi lancy i uksztal¬ towane tak, by przyspieszac przeplyw gazu w tych przewodach.Paliwowy przewód zasilajacy zawiera u wylotu rurki zasilajace, przy czym kazdy koniec rurki umieszczony jest w odpowiadajacym przewodzie tlenowym, tak, ze tlen przeplywajac przez wspo¬ mniane przewody do otworów wylotowych oplywa konce rurek podajacych paliwo, przez co paliwo to bedzie wmieszane w strugi tlenu podczas wy¬ plywu z otworów wylotowych.Konstrukcja urzadzenia umozliwia wzdluzny ruch w korpusie lancy centralnego przewodu paliwowego tak, ze polozenie paliwowych rurek zasilajacych moze byc regulowane w przewodach tlenowych, rozciagajacych sie od glównego tlenowego przewo¬ du. Takie urzadzenie pozwala na kontrole i regulo¬ wanie w pewnym stopniu plomienia lancy.Zgodnie z jednym celem wynalazku lanca prze¬ znaczona jest do stosowania paliwa plynnego, a korpus wyposazony jest w urzadzenie chlodzace o ksztalcie pierscieniowych kanalów otaczajacych przewody paliwowe i tlenowe. Najdogodniej jest, gdy ciecz chlodzaca przeplywa w dól pierscienio¬ wym strumieniem, otaczajacym tlenowy przewód zasilajacy az do dyszy zasilajacej lancy i wraca do góry zewnetrznym kanalem pierscieniowym umiesz¬ czonym w lancy przylegle do zewnetrznej jej po¬ wierzchni.Do przyspieszania przeplywu gazu we wspomnia¬ nych tlenowych przewodach zasilajacych moga slu¬ zyc zwezki, których przewezenie dobrane jest do wymaganej szybkosci tlenu wyplywajacego z dyszy.Zalecane jest, by tlen wyplywal z dyszy z maksy¬ malnie wysoka szybkoscia. .Wysoka predkosc tlenu ma te zalete, ze zapewnia dobre wymieszanie tlenu z paliwem. Paliwo plynne jest najlepiej rozpylone gdy strumien tlenu ma te predkosc. Daje to krótki plomien i powoduje, ze produkty spalania maja równiez bardzo duza pred¬ kosc.W lancy wedlug niniejszego wynalazku moze byc stosowana typowa konstrukcja zwezki, w której 5 predkosc tlenu w przewezeniu równa bedzie pred¬ kosci dzwieku. Powierzchnie przewezenia w stopach kwadratowych podaje ponizszy wzór: Przekrój poprzeczny rurki paliwowej zalezy od przeplywu oleju lub gazu dostarczanego do palnika.W typowym wykonaniu najdogodniej jest, gdy czesc zbiezna zwezki ma kat 13° a czesc rozbiezna 14°.Palnik moze byc wyposazony w kazda ilosc przewodów tlenowych w dyszy, jednakze zwykle stosowane sa 3 lub 4. Przewody tlenowe moga byc nachylone pod dowolnym katem do osi lancy, ale najkorzystniejszy jest kat w zakresie od 7° do 15°.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przy¬ kladzie wykonania wedlug zalaczonego rysunku, na którym jedyna figura jest widokiem czesciowego przekroju dolnej czesci lancy.Konstrukcja lancy 10 posiada podluzny korpus 11, zaopatrzony w jego dolnej czesci w podajaco-palna dysze 12. Wnetrze korpusu 11 lancy 10 zawiera pierscieniowe kanaly lub przewody, którymi tlen i paliwo dostarczane jest do otworów 13 wyloto¬ wych umieszczonych w dyszy 12. Paliwowy prze¬ wód zasilajacy, utworzony przez miedziana rure 14, umieszczony jest najkorzystniej wspólsrodkowo, w korpusie 11 lancy 10. Rurki zasilajace 16 w ilosci odpowiadajacej ilosci otworów 13 wylotowych przy- spawane sa w miejscu 15 do dolnego konca rury 14.Tlenowy przewód zasilajacy zawiera rure 17 tworzaca pierscieniowy kanal 18 dookola przewodu paliwowego 14 celem zapewnienia wolnego prze¬ plywu tlenu w dól w kierunku polaczonej dyszy 12 lancy. Dolny koniec tlenowej rury zasilajacej 17 wystaje poza dolny koniec rury paliwowej 14 tak, ze czesc kazdej z rurek paliwowych 16 jest umiesz¬ czona w rurze zasilajacej 17 i przylaczona jest, na przyklad przez spawanie, w miejscu 19 do glowicy wylotowej 20, z której wychodzi kilka tlenowych przewodów 21 pochylonych pod katem na przyklad okolo 14° do dluzszej osi lancy.Najkorzystniejsza konstrukcja lancy 10 zawiera szesc wylotowych otworów 13 oraz tlenowy prze¬ wód zasilajacy 17, zaopatrzony w szesc odpowiada¬ jacych przewodów 21 zasilajacych. Paliwowe rurki 16 zasilajace ciagna sie w dól z dolnego konca glównego przewodu paliwowego 14 i dochodza w zwezce do glowicy wylotowej 20 tlenowej rury zasilajacej 17 i w niej, w miejscu oznaczonym 22, zakrzywiaja sie na zewnatrz tak, ze kazdy ich ze¬ wnetrzny koniec 23 umieszczony jest w odpowied¬ nim przewodzie tlenowym 21. Taka konstrukcja powoduje przeplyw przewodem tlenowym 21 szesciu pierscieniowych strumieni tlenu do otworów wylo¬ towych 13, dookola konców 23 paliwowych rurek zasilajacych 16. Przeplyw tlenu przewodami 21 do otworów wylotowych 13 zapewnia porywanie plyn¬ nego paliwa przez strumien tlenu gdy lanca JO uzywana jest jako palnik.W kazdy z tlenowych przewodów 21 wbudowana jest zwezka 33, której przewezenie znajduje sie 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 79268 6 w srodkowym punkcie polaczenia przewodem 21 tlenowego przewodu zasilajacego 17 i wylotowego otworu 13. Przewezona czesc zwezki znajduje sie w tylnej czesci wylotu rurki paliwowej umieszczo¬ nej w przewodzie tlenowym 21, celem zapewnienia oplywu konców rur paliwowych 23 przez gaz o maksymalnej predkosci.Przednia zbiezna powierzchnia stozka scietego zwezki 33 jest nachylona pod katem 13° do osi przewodu, natomiast tylna rozbiezna powierzchnia przewodu na-chylona jest pod katem 7°. Zwezka powoduje przyspieszenie przeplywu tlenu przewo¬ dem 21 do predkosci dzwieku, w rezultacie czego paliwo wyplywajace z rury 23 umieszczonej w prze¬ wodzie 21 jest rozpylone przez fale dzwiekowe. Daje to gruntowne wymieszanie sie paliwa i tlenu przed ich spaleniem na zewnatrz lancy po opuszczeniu otworów 13 dyszy.Glówny paliwowy przewód zasilajacy 14 jest wmontowany w kopus 11 lancy 10 ruchomo tak, ze mozliwym jest jego przesuwanie w dól lub w góre wzdluz podluznej osi lancy. Tym sposobem polozenie konców 23 rurek paliwowych 16 w tle¬ nowych przewodach 21 moze byc zmieniane, co umozliwia pewien zakres regulacji plomienia lancy H gdy uzywana jest jako palnik. Zewnetrzny plaszcz, który tworzy korpus 11 lancy, obejmujacy dookola tlenowy przewód zasilajacy 17, rozszerza sie w jego dolnym koncu w miejscu 24 na ze¬ wnatrz, odpowiednio do skierowanych na zewnatrz tlenowych przewodów 21. Dysza 12 ksztaltowana w formie kopuly, w której u wylotu przewodów tlenowych 21 umieszczonych jest szesc otworów wylotowych 13 jest w miejscu 25 przyspawana do zewnetrznie rozszerzonego konca 26 zewnetrznego plaszcza korpusu 11.Pierscieniowa przestrzen 27 miedzy zewnetrznym plaszczem wydluzonego korpusu 11 lancy 10 a zewnetrzna powierzchnia tlenowego przewodu zasilajacego 17 wykorzystana jest do doprowadzania cieczy chlodzacej. W tym celu koncowa czesc we¬ wnetrzna lancy podzielona jest na dwa pierscie¬ niowe kanaly 28 i 29 przez rure 3 Woda chlodzaca przeplywa w dól kanalem 28 w korpusie 11 dookola zewnetrznej powierzchni tle¬ nowego przewodu zasilajacego 17 do dyszy palnej 12 lancy a nastepnie powraca do góry pierscienio¬ wym kanalem 29, przyleglym do zewnetrznego plaszcza lancy. Dolny koniec 31 rury 30 rozsze¬ rzony jest takze na zewnatrz odpowiednio do prze¬ wodów tlenowych 21.Lanca posiada uproszczona konstrukcje, która moze byc zastosowana nie tylko do wtryskiwania tlenu do urzadzen rafinujacych stal, ale takze jako palnik, w którym paliwo plynne moze byc mie¬ szane z podawanym tlenem. W lancy zastosowanej jako palnik dostarczone paliwo plynne jest wy¬ rzucane strumieniem tlenu. Ilosc podawanego pali¬ wa jest kontrolowana tak, by zapewnic jego cal¬ kowite spalanie. W wyniku regulacji paliwowego przewodu zasilajacego mozliwa jest w lancy takze 5 kontrola i regulacja plomienia. Odciecie paliwa po¬ woduje, ze urzadzenie dziala jako lanca utlenia¬ jaca. Lanca wedlug wynalazku ma wiec szczególne zastosowanie w podstawowych konwertorach ^tle- nowych i stosowanie jej zwieksza zywotnosc pie- 10 ców i obniza koszt ich eksploatacji. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 15 i. Lanca z dysza tlenowa stosowana w urzadze¬ niach do produkcji stali, znamienna tym, ze po¬ siada w srodku korpusu (11) paliwowy przewód (14) zasilajacy oraz otaczajacy go tlenowy przewód (17) zasilajacy, tworzacy pierscieniowy kanal (18) 20 do przeplywu tlenu, przy czym korpus (11) na jednym swym koncu zaopatrzony jest w dysze (12) z otworami (13) wylotowymi, polaczonymi z tleno¬ wym przewodem (17) zasilajacym, tlenowymi prze¬ wodami (21) umieszczonymi pod katem do podluz- 25 nej osi lancy (10) i zawierajacymi urzadzenia do przyspieszania przeplywu gazu, a paliwowy prze¬ wód (14) zasilajacy na swym wylocie zaopatrzony jest w paliwowe rurki (16), których koncówki (23) umieszczone sa w odpowiadajacym przewodzie tle- 30 nowym (21), dzieki czemu tlen przeplywa przewo¬ dami (21) do wylotowych otworów (13) pierscie¬ niowa struga dookola konców odpowiednich rurek paliwowych (23), przez co paliwo jest wmieszane w tlen wylatujacy przez otwory (13) wylotowe. 35

2. Lanca wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze srodkowy paliwowy przewód (14) jest osadzony wzdluz osi lancy, suwliwie wzgledem tlenowego przewodu zasilajacego (17), dzieki czemu konce paliwowych rurek (23) moga byc zamocowane wy- 40 zej lub nizej w tlenowych przewodach (21).

3. Lanca wedlug zastrz. 1 i 2, znamienna tym, ze posiada uklad chlodzenia skladajacy sie z pierscie¬ niowych kanalów (28) i (29), otaczajacych tlenowy przewód zasilajacy (17). 45

4. Lanca wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze dolna koncówka zasilajacych przewodów tlenowych (17) i paliwowych (14) posiada urzadzenia do przy¬ spieszania przeplywu w przewodach (21) w formie zwezki (33), której przewezenie dobierane jest do 50 wymaganej wylatujacego z dyszy (12) gazu.

5. Lanca wedlug zastrz. 4, znamienna tym, ze czesc zbiezna kazdej zwezki pochylona jest pod ka¬ tem 13°, a czesc rozbiezna pod katem 7° do po¬ dluznej osi tlenowego przewodu (21). 55

6. Lanca wedlug zastrz. 1—5, znamienna tym, ze tlenowy przewód (21) jest nachylony do osi lancy, pod katem w zakresie od 7 do 15°.KI. 18a,9/08 79268 MKP C21b 9/08 Krak. Zaklady Graficzne Nr 6, zam. 455/75 Cena 10 zl PL PL